光伏并网逆变器控制策略的仿真与试验研究.pdf

Vol.30No.102010.10船电技术|控制技术

光伏并网逆变器控制策略的仿真与试验研究

张浩刘文达蒋炜
（中国船舶重工集团公司七一二研究所，武汉430064）

摘要：光伏并网逆变器作为光伏并网发电系统与电网接口的主要设备，其控制技术已成为研究的热点。
本文简要介绍了光伏并网逆变器系统的结构和工作原理，重点分析了其并网工况的控制方案设计及其电流
调节器的实现过程。最后，在MATLAB/SIMULINK环境下进行了系统的建模与仿真，仿真结果表明输出并
网电流波形良好、和电网电压同频同相。
关键词：并网逆变器电流跟踪控制闭环控制电流调节器
中图分类号：TM464文献标识码：A文献分类号：1003-4862（2010）010-0043-04

SimulationandExperimentofControlTechnologyforPhotovoltaic
GenerationGrid-connectedInverter
ZhangHao，LiuWenda，JiangWei
(WuhanInstituteofMarineElectricPropulsion,CSIC,Wuhan430064,China)

Abstract:Thegrid-connectedinverterscontroltechnologybecomesaresearchhotspot，becausetheinverter
isanimportantequipment，whichconnectsthephotovoltaicgrid-connectedsystemandthegrid．Atfirst，
thestructureandtheprincipleofthephotovoltaicgrid-connectedsystemareintroducedinbrief，thenthe
controlschemeanditscurrentregulatorimplementationareanalyzedindetail.Finally,themodelingand
thesimulationofthesystembasedonMATLAB/SIMULINKenvironmentarepresentedandtheexperiment
verifiesthattheoutputwaveofgird-connectedcurrentisbetter,andhasthesamefrequencyandphaseas
utilitygrid.
Keywords:grid-connectedinverter;currenttrackingcontrol;closedloopcontrol;currentregulator;

电送入电网[1]。
1引言
光伏并网发电系统的核心是并网逆变器，其
当前，随着石油能源的高度消耗，能源危机控制系统的好坏直接影响整个系统的性能。为了
愈来愈盛，同时石化能源的开采、运输和利用对达到并网逆变器输出电流的幅值与相位可控并可
环境的影响和破坏也不容忽视。世界上主要发达快速跟随电网电压实现能量回馈的目的，一般采
国家都开始重视可再生能源的利用和研究。所有用电流内环及电压外环的双闭环控制结构，其中
再生能源中，光伏发电是利用最灵活、最可行的电压外环用于控制逆变器的输出电压，电流内环
一种能源。因此，在我国政府的高度重视下太阳实现网侧电流的波形和相位控制，电流内环的动
能光伏并网发电也被列入了重点扶持的范围。光态性能直接影响电压外环的控制性能和稳定性。
伏并网发电是利用太阳能发电的一种有效方式，因此，本文通过在同步坐标系中将三相交流电流
光伏并网发电系统需要采用并网逆变器作为电能分解变换成直流量，分别对有功电流和无功电流
转换装置将光伏阵列所输出的直流电变换成交流控制的基础上，采用基于空间矢量的调制方式控

———————————制并网电流，相对与采用滞环控制方式具有实时
收稿日期：2010-06-12控制、电流响应快、输出电压电流波形不含特定
作者简介：张浩（1981-），男，硕士，研究方向：舰船次谐波等优点，且功率器件的开关频率固定的优
综合电力推进系统。

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公用电网

V5V3V1380V
f=50Hz
+icaLReabAC
光伏电池
iLRAC
220V~400VCcb
AC
iccLReca

-V4VV2
6输出变压
器
A/DA/DA/DA/D95/380V

A/DA/D

wt
U*ref-i*ABC/dq0PLL
MPPTPI
+

a+
S-
PI
S(V1~6)SVPWMSbdq0/AB
调制C
ScPI-
+

0

图1三相VSRp-q解耦